1、面向?qū)ο笏枷氡驹~條主要介紹 面向?qū)ο笏枷朊嫦驅(qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言必須有描述對象及其相互之間關(guān)系的語言成分。這些程序設(shè)計語言可以歸納為以下幾類：系統(tǒng)中一切皆為對象；對象是屬性及其操作的封裝體；對象可按其性質(zhì)劃分為類，對象成為類的實例；實例關(guān)系和繼承關(guān)系是對象之間的靜態(tài)關(guān)系；消息傳遞是對象之間動態(tài)聯(lián)系的唯一形式，也是計算的唯一形式；方法是消息的序列。目錄簡介 理解 面向?qū)ο?傳統(tǒng)開發(fā)方法存在問題 面向?qū)ο蟮幕靖拍?面向?qū)ο蟮囊鼐庉嫳径魏喗閺默F(xiàn)實世界中客觀存在的事物（即對象）出發(fā)來構(gòu)造軟件系統(tǒng)，并在系統(tǒng)構(gòu)造中盡可能運用人類的自然思維方式，強調(diào)直接以問題域（現(xiàn)實世界）中的事物為中心來思考問題，認識問

2、題，并根據(jù)這些事物的本質(zhì)特點，把它們抽象地表示為系統(tǒng)中的對象，作為系統(tǒng)的基本構(gòu)成單位（而不是用一些與現(xiàn)實世界中的事物相關(guān)比較遠，并且沒有對應(yīng)關(guān)系的其它概念來構(gòu)造系統(tǒng)）。這可以使系統(tǒng)直接地映射問題域，保持問題域中事物及其相互關(guān)系的本來面貌。 編輯本段理解它可以有不同層次的理解： 從世界觀的角度可以認為：面向?qū)ο蟮幕菊軐W(xué)是認為世界是由各種各樣具有自己的運動規(guī)律和內(nèi)部狀態(tài)的對象所組成的；不同對象之間的相互作用和通訊構(gòu)成了完整的現(xiàn)實世界。因此，人們應(yīng)當(dāng)按照現(xiàn)實世界這個本來面貌來理解世界，直接通過對象及其相互關(guān)系來反映世界。這樣建立起來的系統(tǒng)才能符合現(xiàn)實世界的本來面目。 從方法學(xué)的角度可以認為：面向?qū)?/p>

3、象的方法是面向?qū)ο蟮氖澜缬^在開發(fā)方法中的直接運用。它強調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)該直接與現(xiàn)實世界的結(jié)構(gòu)相對應(yīng)，應(yīng)該圍繞現(xiàn)實世界中的對象來構(gòu)造系統(tǒng)，而不是圍繞功能來構(gòu)造系統(tǒng)。 編輯本段面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο?Object Oriented,OO)是當(dāng)前計算機界關(guān)心的重點，它是90年代軟件開發(fā)方法的主流。面向?qū)ο蟮母拍詈蛻?yīng)用已超越了程序設(shè)計和軟件開發(fā)，擴展到很寬的范圍。如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、交互式界面、應(yīng)用結(jié)構(gòu)、應(yīng)用平臺、分布式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)、CAD技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域。 談到面向?qū)ο?，這方面的文章非常多。但是，明確地給出對象的定義或說明對象的定義的非常少至少我現(xiàn)在還沒有發(fā)現(xiàn)。其初，“面向?qū)ο蟆笔菍Ｖ冈诔绦蛟O(shè)計中采用封

4、裝、繼承、抽象等設(shè)計方法。可是，這個定義顯然不能再適合現(xiàn)在情況。面向?qū)ο蟮乃枷胍呀?jīng)涉及到軟件開發(fā)的各個方面。如，面向?qū)ο蟮姆治觯∣OA，Object Oriented Analysis），面向?qū)ο蟮脑O(shè)計（OOD，Object Oriented Design）、以及我們經(jīng)常說的面向?qū)ο蟮木幊虒崿F(xiàn)（OOP，Object Oriented Programming）。許多有關(guān)面向?qū)ο蟮奈恼露贾皇侵v述在面向?qū)ο蟮拈_發(fā)中所需要注意的問題或所采用的比較好的設(shè)計方法。看這些文章只有真正懂得什么是對象，什么是面向?qū)ο螅拍茏畲蟪潭鹊貙ψ约河兴砸?。這一點，恐怕對初學(xué)者甚至是從事相關(guān)工作多年的人員也會對它們的概念

5、模糊不清。 編輯本段傳統(tǒng)開發(fā)方法存在問題1.軟件重用性差 重用性是指同一事物不經(jīng)修改或稍加修改就可多次重復(fù)使用的性質(zhì)。軟件重用性是軟件工程追求的目標(biāo)之一。 2.軟件可維護性差 軟件工程強調(diào)軟件的可維護性，強調(diào)文檔資料的重要性，規(guī)定最終的軟件產(chǎn)品應(yīng)該由完整、一致的配置成分組成。在軟件開發(fā)過程中，始終強調(diào)軟件的可讀性、可修改性和可測試性是軟件的重要的質(zhì)量指標(biāo)。實踐證明，用傳統(tǒng)方法開發(fā)出來的軟件，維護時其費用和成本仍然很高，其原因是可修改性差，維護困難，導(dǎo)致可維護性差。 3.開發(fā)出的軟件不能滿足用戶需要 用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化方法開發(fā)大型軟件系統(tǒng)涉及各種不同領(lǐng)域的知識，在開發(fā)需求模糊或需求動態(tài)變化的系統(tǒng)時，

6、所開發(fā)出的軟件系統(tǒng)往往不能真正滿足用戶的需要。 用結(jié)構(gòu)化方法開發(fā)的軟件，其穩(wěn)定性、可修改性和可重用性都比較差，這是因為結(jié)構(gòu)化方法的本質(zhì)是功能分解，從代表目標(biāo)系統(tǒng)整體功能的單個處理著手，自頂向下不斷把復(fù)雜的處理分解為子處理，這樣一層一層的分解下去，直到僅剩下若干個容易實現(xiàn)的子處理功能為止，然后用相應(yīng)的工具來描述各個最低層的處理。因此，結(jié)構(gòu)化方法是圍繞實現(xiàn)處理功能的“過程”來構(gòu)造系統(tǒng)的。然而，用戶需求的變化大部分是針對功能的，因此，這種變化對于基于過程的設(shè)計來說是災(zāi)難性的。用這種方法設(shè)計出來的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)常常是不穩(wěn)定的 ，用戶需求的變化往往造成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的較大變化，從而需要花費很大代價才能實現(xiàn)這種變化。

7、 編輯本段面向?qū)ο蟮幕靖拍?1)對象。 對象是人們要進行研究的任何事物，從最簡單的整數(shù)到復(fù)雜的飛機等均可看作對象，它不僅能表示具體的事物，還能表示抽象的規(guī)則、計劃或事件。 (2)對象的狀態(tài)和行為。 對象具有狀態(tài)，一個對象用數(shù)據(jù)值來描述它的狀態(tài)。 對象還有操作，用于改變對象的狀態(tài)，操作就是對象的行為。 對象實現(xiàn)了數(shù)據(jù)和操作的結(jié)合，使數(shù)據(jù)和操作封裝于對象的統(tǒng)一體中 (3)類。 具有相同或相似性質(zhì)的對象的抽象就是類。因此，對象的抽象是類，類的具體化就是對象，也可以說類的實例是對象。 類具有屬性，它是對象的狀態(tài)的抽象，用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來描述類的屬性。 類具有操作，它是對象的行為的抽象，用操作名和實現(xiàn)該操作

8、的方法來描述。 (4)類的結(jié)構(gòu)。 在客觀世界中有若干類，這些類之間有一定的結(jié)構(gòu)關(guān)系。通常有兩種主要的結(jié)構(gòu)關(guān)系，即一般-具體結(jié)構(gòu)關(guān)系，整體-部分結(jié)構(gòu)關(guān)系。 一般具體結(jié)構(gòu)稱為分類結(jié)構(gòu)，也可以說是“或”關(guān)系，或者是“is a”關(guān)系。 整體部分結(jié)構(gòu)稱為組裝結(jié)構(gòu)，它們之間的關(guān)系是一種“與”關(guān)系，或者是“has a”關(guān)系。 (5)消息和方法。 對象之間進行通信的結(jié)構(gòu)叫做消息。在對象的操作中，當(dāng)一個消息發(fā)送給某個對象時，消息包含接收對象去執(zhí)行某種操作的信息。發(fā)送一條消息至少要包括說明接受消息的對象名、發(fā)送給該對象的消息名（即對象名、方法名）。一般還要對參數(shù)加以說明，參數(shù)可以是認識該消息的對象所知道的變量名，

9、或者是所有對象都知道的全局變量名。 類中操作的實現(xiàn)過程叫做方法，一個方法有方法名、參數(shù)、方法體。消息傳遞如圖10-1所示。 二、面向?qū)ο蟮奶卣?(1)對象唯一性。 每個對象都有自身唯一的標(biāo)識，通過這種標(biāo)識，可找到相應(yīng)的對象。在對象的整個生命期中，它的標(biāo)識都不改變，不同的對象不能有相同的標(biāo)識。 (2)分類性。 分類性是指將具有一致的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(屬性)和行為(操作)的對象抽象成類。一個類就是這樣一種抽象，它反映了與應(yīng)用有關(guān)的重要性質(zhì)，而忽略其他一些無關(guān)內(nèi)容。任何類的劃分都是主觀的，但必須與具體的應(yīng)用有關(guān)。 (3)繼承性。 繼承性是子類自動共享父類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法的機制，這是類之間的一種關(guān)系。在定義和實

10、現(xiàn)一個類的時候，可以在一個已經(jīng)存在的類的基礎(chǔ)之上來進行，把這個已經(jīng)存在的類所定義的內(nèi)容作為自己的內(nèi)容，并加入若干新的內(nèi)容。 繼承性是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言不同于其它語言的最重要的特點，是其他語言所沒有的。 在類層次中，子類只繼承一個父類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法，則稱為單重繼承。 在類層次中，子類繼承了多個父類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法，則稱為多重繼承。 在軟件開發(fā)中，類的繼承性使所建立的軟件具有開放性、可擴充性，這是信息組織與分類的行之有效的方法，它簡化了對象、類的創(chuàng)建工作量，增加了代碼的可重性。 采用繼承性，提供了類的規(guī)范的等級結(jié)構(gòu)。通過類的繼承關(guān)系，使公共的特性能夠共享，提高了軟件的重用性。 (4)多態(tài)性(多

11、形性) 多態(tài)性使指相同的操作或函數(shù)、過程可作用于多種類型的對象上并獲得不同的結(jié)果。不同的對象，收到同一消息可以產(chǎn)生不同的結(jié)果，這種現(xiàn)象稱為多態(tài)性。 多態(tài)性允許每個對象以適合自身的方式去響應(yīng)共同的消息。 多態(tài)性增強了軟件的靈活性和重用性。 編輯本段面向?qū)ο蟮囊?1)抽象。 抽象是指強調(diào)實體的本質(zhì)、內(nèi)在的屬性。在系統(tǒng)開發(fā)中，抽象指的是在決定如何實現(xiàn)對象之前的對象的意義和行為。使用抽象可以盡可能避免過早考慮一些細節(jié)。 類實現(xiàn)了對象的數(shù)據(jù)（即狀態(tài)）和行為的抽象。 (2)封裝性（信息隱藏）。 封裝性是保證軟件部件具有優(yōu)良的模塊性的基礎(chǔ)。 面向?qū)ο蟮念愂欠庋b良好的模塊，類定義將其說明（用戶可見的外部接口

12、）與實現(xiàn)（用戶不可見的內(nèi)部實現(xiàn)）顯式地分開，其內(nèi)部實現(xiàn)按其具體定義的作用域提供保護。 對象是封裝的最基本單位。封裝防止了程序相互依賴性而帶來的變動影響。面向?qū)ο蟮姆庋b比傳統(tǒng)語言的封裝更為清晰、更為有力。 (3)共享性 面向?qū)ο蠹夹g(shù)在不同級別上促進了共享 同一類中的共享。同一類中的對象有著相同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這些對象之間是結(jié)構(gòu)、行為特征的共享關(guān)系。 在同一應(yīng)用中共享。在同一應(yīng)用的類層次結(jié)構(gòu)中，存在繼承關(guān)系的各相似子類中，存在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和行為的繼承，使各相似子類共享共同的結(jié)構(gòu)和行為。使用繼承來實現(xiàn)代碼的共享，這也是面向?qū)ο蟮闹饕獌?yōu)點之一。 在不同應(yīng)用中共享。面向?qū)ο蟛粌H允許在同一應(yīng)用中共享信息，而且為未來

13、目標(biāo)的可重用設(shè)計準(zhǔn)備了條件。通過類庫這種機制和結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)不同應(yīng)用中的信息共享。 4.強調(diào)對象結(jié)構(gòu)而不是程序結(jié)構(gòu) 四、面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法 目前，面向?qū)ο箝_發(fā)方法的研究已日趨成熟，國際上已有不少面向?qū)ο螽a(chǎn)品出現(xiàn)。面向?qū)ο箝_發(fā)方法有Coad方法、Booch方法和OMT方法等。 1.Booch方法 Booch最先描述了面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法的基礎(chǔ)問題，指出面向?qū)ο箝_發(fā)是一種根本不同于傳統(tǒng)的功能分解的設(shè)計方法。面向?qū)ο蟮能浖纸飧咏藢陀^事務(wù)的理解，而功能分解只通過問題空間的轉(zhuǎn)換來獲得。 2.Coad方法 Coad方法是1989年Coad和Yourdon提出的面向?qū)ο箝_發(fā)方法。該方法的主要優(yōu)點是通過

14、多年來大系統(tǒng)開發(fā)的經(jīng)驗與面向?qū)ο蟾拍畹挠袡C結(jié)合，在對象、結(jié)構(gòu)、屬性和操作的認定方面，提出了一套系統(tǒng)的原則。該方法完成了從需求角度進一步進行類和類層次結(jié)構(gòu)的認定。盡管Coad方法沒有引入類和類層次結(jié)構(gòu)的術(shù)語，但事實上已經(jīng)在分類結(jié)構(gòu)、屬性、操作、消息關(guān)聯(lián)等概念中體現(xiàn)了類和類層次結(jié)構(gòu)的特征。 3.OMT方法 OMT方法是1991年由James Rumbaugh等5人提出來的，其經(jīng)典著作為“面向?qū)ο蟮慕Ｅc設(shè)計”。 該方法是一種新興的面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法，開發(fā)工作的基礎(chǔ)是對真實世界的對象建模，然后圍繞這些對象使用分析模型來進行獨立于語言的設(shè)計，面向?qū)ο蟮慕：驮O(shè)計促進了對需求的理解，有利于開發(fā)得更清晰、

15、更容易維護的軟件系統(tǒng)。該方法為大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的軟件開發(fā)提供了一種實際的、高效的保證，努力尋求一種問題求解的實際方法。 4.UML(Unified Modeling Language)語言 軟件工程領(lǐng)域在1995年1997年取得了前所未有的進展，其成果超過軟件工程領(lǐng)域過去15年的成就總和，其中最重要的成果之一就是統(tǒng)一建模語言（UML)的出現(xiàn)。UML將是面向?qū)ο蠹夹g(shù)領(lǐng)域內(nèi)占主導(dǎo)地位的標(biāo)準(zhǔn)建模語言。 UML不僅統(tǒng)一了Booch方法、OMT方法、OOSE方法的表示方法，而且對其作了進一步的發(fā)展，最終統(tǒng)一為大眾接受的標(biāo)準(zhǔn)建模語言。UML是一種定義良好、易于表達、功能強大且普遍適用的建模語言。它融入了軟件

16、工程領(lǐng)域的新思想、新方法和新技術(shù)。它的作用域不限于支持面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計，還支持從需求分析開始的軟件開發(fā)全過程。 五、面向?qū)ο蟮哪Ｐ?·對象模型 對象模型表示了靜態(tài)的、結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)數(shù)據(jù)性質(zhì)，描述了系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，它是從客觀世界實體的對象關(guān)系角度來描述，表現(xiàn)了對象的相互關(guān)系。該模型主要關(guān)心系統(tǒng)中對象的結(jié)構(gòu)、屬性和操作，它是分析階段三個模型的核心，是其他兩個模型的框架。 1.對象和類 (1) 對象。 對象建模的目的就是描述對象。 (2) 類。 通過將對象抽象成類，我們可以使問題抽象化，抽象增強了模型的歸納能力。 (3) 屬性。 屬性指的是類中對象所具有的性質(zhì)（數(shù)據(jù)值）。 (4) 操作和

17、方法。 操作是類中對象所使用的一種功能或變換。類中的各對象可以共享操作，每個操作都有一個目標(biāo)對象作為其隱含參數(shù)。 方法是類的操作的實現(xiàn)步驟。 2.關(guān)聯(lián)和鏈 關(guān)聯(lián)是建立類之間關(guān)系的一種手段，而鏈則是建立對象之間關(guān)系的一種手段。 (1) 關(guān)聯(lián)和鏈的含義。 鏈表示對象間的物理與概念聯(lián)結(jié)，關(guān)聯(lián)表示類之間的一種關(guān)系，鏈?zhǔn)顷P(guān)聯(lián)的實例，關(guān)聯(lián)是鏈的抽象。 (2) 角色。 角色說明類在關(guān)聯(lián)中的作用，它位于關(guān)聯(lián)的端點。 (3) 受限關(guān)聯(lián)。 受限關(guān)聯(lián)由兩個類及一個限定詞組成，限定詞是一種特定的屬性，用來有效的減少關(guān)聯(lián)的重數(shù)，限定詞在關(guān)聯(lián)的終端對象集中說明。 限定提高了語義的精確性，增強了查詢能力，在現(xiàn)實世界中，常常

18、出現(xiàn)限定詞。 (4) 關(guān)聯(lián)的多重性。 關(guān)聯(lián)的多重性是指類中有多少個對象與關(guān)聯(lián)的類的一個對象相關(guān)。重數(shù)常描述為“一”或“多”。 圖10-8表示了各種關(guān)聯(lián)的重數(shù)。小實心圓表示“多個”，從零到多。小空心圓表示零或一。沒有符號表示的是一對一關(guān)聯(lián)。 3.類的層次結(jié)構(gòu) (1) 聚集關(guān)系。 聚集是一種“整體部分”關(guān)系。在這種關(guān)系中，有整體類和部分類之分。聚集最重要的性質(zhì)是傳遞性，也具有逆對稱性。 聚集可以有不同層次，可以把不同分類聚集起來得到一顆簡單的聚集樹，聚集樹是一種簡單表示，比畫很多線來將部分類聯(lián)系起來簡單得多，對象模型應(yīng)該容易地反映各級層次，圖10-10表示一個關(guān)于微機的多極聚集。 (2)一般化關(guān)系

19、。 一般化關(guān)系是在保留對象差異的同時共享對象相似性的一種高度抽象方式。它是“一般-具體”的關(guān)系。一般化類稱為你類，具體類又能稱為子類，各子類繼承了交類的性質(zhì)，而各子類的一些共同性質(zhì)和操作又歸納到你類中。因此，一般化關(guān)系和繼承是同時存在的。一般化關(guān)系的符號表示是在類關(guān)聯(lián)的連線上加一個小三角形，如圖10-11 4.對象模型 (1)模板。模板是類、關(guān)聯(lián)、一般化結(jié)構(gòu)的邏輯組成。 (2)對象模型。 對象模型是由一個或若干個模板組成。模板將模型分為若干個便于管理的子塊，在整個對象模型和類及關(guān)聯(lián)的構(gòu)造塊之間，模板提供了一種集成的中間單元，模板中的類名及關(guān)聯(lián)名是唯一的。 ·動態(tài)模型 動態(tài)模型是與時間

20、和變化有關(guān)的系統(tǒng)性質(zhì)。該模型描述了系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)，它表示了瞬間的、行為化的系統(tǒng)控制 性質(zhì)，它關(guān)心的是系統(tǒng)的控制，操作的執(zhí)行順序，它表示從對象的事件和狀態(tài)的角度出發(fā)，表現(xiàn)了對象的相互行為。 該模型描述的系統(tǒng)屬性是觸發(fā)事件、事件序列、狀態(tài)、事件與狀態(tài)的組織。使用狀態(tài)圖作為描述工具。它涉及到事件、狀態(tài)、操作等重要概念。 1.事件 事件是指定時刻發(fā)生的某件事。 2.狀態(tài) 狀態(tài)是對象屬性值的抽象。對象的屬性值按照影響對象顯著行為的性質(zhì)將其歸并到一個狀態(tài)中去。狀態(tài)指明了對象 對輸入事件的響應(yīng)。 3.狀態(tài)圖 狀態(tài)圖是一個標(biāo)準(zhǔn)的計算機概念，他是有限自動機的圖形表示，這里把狀態(tài)圖作為建立動態(tài)模型的圖形工具。 狀

21、態(tài)圖反映了狀態(tài)與事件的關(guān)系。當(dāng)接收一事件時，下一狀態(tài)就取決于當(dāng)前狀態(tài)和所接收的該事件，由該事件引起的狀態(tài)變化稱為轉(zhuǎn)換。 狀態(tài)圖是一種圖，用結(jié)點表示狀態(tài)，結(jié)點用圓圈表示；圓圈內(nèi)有狀態(tài)名，用箭頭連線表示狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，上面標(biāo)記事件名，箭頭方向表示轉(zhuǎn)換的方向。 ·功能模型 功能模型描述了系統(tǒng)的所有計算。功能模型指出發(fā)生了什么，動態(tài)模型確定什么時候發(fā)生，而對象模型確定發(fā)生的客體。功能模型表明一個計算如何從輸入值得到輸出值，它不考慮計算的次序。功能模型由多張數(shù)據(jù)流圖組成。數(shù)據(jù)流圖用來表示從源對象到目標(biāo)對象的數(shù)據(jù)值的流向，它不包含控制信息，控制信息在動態(tài)模型中表示，同時數(shù)據(jù)流圖也不表示對象中值的組織

22、，值的組織在對象模型中表示。圖10-15給出了一個窗口系統(tǒng)的圖標(biāo)顯示的數(shù)據(jù)流圖。 數(shù)據(jù)流圖中包含有處理、數(shù)據(jù)流、動作對象和數(shù)據(jù)存儲對象。 1.處理 數(shù)據(jù)流圖中的處理用來改變數(shù)據(jù)值。最低層處理是純粹的函數(shù)，一張完整的數(shù)據(jù)流圖是一個高層處理。 2.數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)流圖中的數(shù)據(jù)流將對象的輸出與處理、處理與對象的輸入、處理與處理聯(lián)系起來。在一個計算機中，用數(shù)據(jù)流來表示一中間數(shù)據(jù)值，數(shù)據(jù)流不能改變數(shù)據(jù)值。 3.動作對象 動作對象是一種主動對象，它通過生成或者使用數(shù)據(jù)值來驅(qū)動數(shù)據(jù)流圖。 4.數(shù)據(jù)存儲對象 數(shù)據(jù)流圖中的數(shù)據(jù)存儲是被動對象，它用來存儲數(shù)據(jù)。它與動作對象不一樣，數(shù)據(jù)存儲本身不產(chǎn)生任何操作，它只響應(yīng)存

23、儲和訪問的要求。 六、面向?qū)ο蟮姆治?面向?qū)ο蠓治龅哪康氖菍陀^世界的系統(tǒng)進行建模。本節(jié)以上面介紹的模型概念為基礎(chǔ)，結(jié)合“銀行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”的具體實例來構(gòu)造客觀世界問題的準(zhǔn)確、嚴密的分析模型。 分析模型有三種用途：用來明確問題需求；為用戶和開發(fā)人員提供明確需求；為用戶和開發(fā)人員提供一個協(xié)商的基礎(chǔ)，作為后繼的設(shè)計和實現(xiàn)的框架。 （一） 面向?qū)ο蟮姆治?系統(tǒng)分析的第一步是：陳述需求。分析者必須同用戶一塊工作來提煉需求，因為這樣才表示了用戶的真實意圖，其中涉及對需求的分析及查找丟失的信息。下面以“銀行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”為例，用面向?qū)ο蠓椒ㄟM行開發(fā)。 銀行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)問題陳述：設(shè)計支持銀行網(wǎng)絡(luò)的軟件，銀行網(wǎng)絡(luò)包括人工

24、出納站和分行共享的自動出納機。每個分理處用分理處計算機來保存各自的帳戶，處理各自的事務(wù)；各自分理處的出納站與分理處計算機通信，出納站錄入帳戶和事務(wù)數(shù)據(jù)；自動出納機與分行計算機通信，分行計算機與撥款分理處結(jié)帳，自動出納機與用戶接口接受現(xiàn)金卡，與分行計算機通信完成事務(wù)，發(fā)放現(xiàn)金，打印收據(jù)；系統(tǒng)需要記錄保管和安全措施；系統(tǒng)必須正確處理同一帳戶的并發(fā)訪問；每個分處理為自己的計算機準(zhǔn)備軟件，銀行網(wǎng)絡(luò)費用根據(jù)顧客和現(xiàn)金卡的數(shù)目分攤給各分理處。 圖1018給出銀行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的示意圖。 （二）建立對象模型 首先標(biāo)識和關(guān)聯(lián)，因為它們影響了整體結(jié)構(gòu)和解決問題的方法，其次是增加屬性，進一步描述類和關(guān)聯(lián)的基本網(wǎng)絡(luò)，使用

25、繼承合并和組織類，最后操作增加到類中去作為構(gòu)造動態(tài)模型和功能模型的副產(chǎn)品。 1.確定類 構(gòu)造對象模型的第一步是標(biāo)出來自問題域的相關(guān)的對象類，對象包括物理實體和概念。所有類在應(yīng)用中都必須有意義，在問題陳述中，并非所有類都是明顯給出的。有些是隱含在問題域或一般知識中的。 按圖10-19所示的過程確定類 查找問題陳述中的所有名詞，產(chǎn)生如下的暫定類。 軟件 銀行網(wǎng)絡(luò) 出納員 自動出納機 分行 分處理 分處理計算機 帳戶 事務(wù) 出納站 事務(wù)數(shù)據(jù) 分行計算機 現(xiàn)金卡 用戶 現(xiàn)金 收據(jù) 系統(tǒng) 顧客 費用 帳戶數(shù)據(jù) 訪問 安全措施 記錄保管 根據(jù)下列標(biāo)準(zhǔn)，去掉不必要的類和不正確的類。 （1） 冗余類：若兩個類

26、表述了同一個信息 ，保留最富有描述能力的類。如"用戶"和"顧客"就是重復(fù)的描述，因為"顧客"最富有描述性，因此保留它。 （2） 不相干的類：除掉與問題沒有關(guān)系或根本無關(guān)的類。例如，攤派費用超出了銀行網(wǎng)絡(luò)的范圍。 （3） 模糊類：類必須是確定的，有些暫定類邊界定義模糊或范圍太廣，如"記錄保管"就模糊類，它是"事務(wù)"中的一部分。 （4） 屬性：某些名詞描述的是其他對象的屬性，則從暫定類中刪除。如果某一性質(zhì)的獨立性很重要，就應(yīng)該把他歸屬到類，而不把它作為屬性。 （5） 操作：如果問題陳述中的名詞有動作

27、含義，則描述的操作就不是類。但是具有自身性質(zhì)而且需要獨立存在的操作應(yīng)該描述成類。如我們只構(gòu)造電話模型，"撥號"就是動態(tài)模型的一部分而不是類，但在電話撥號系統(tǒng)中，"撥號"是一個重要的類，它日期、時間、受話地點等屬性。 在銀行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，模糊類是"系統(tǒng)"、"安全措施"、"記錄保管"、"銀行網(wǎng)絡(luò)"等。屬于屬性的有："帳戶數(shù)據(jù)"、"收據(jù)"、"現(xiàn)金"、"事務(wù)數(shù)據(jù)"。屬于實現(xiàn)的如："訪問"

28、、"軟件"等。這些均應(yīng)除去。 2.準(zhǔn)備數(shù)據(jù)字典 為所有建模實體準(zhǔn)備一個數(shù)據(jù)字典。準(zhǔn)確描述各個類的精確含義，描述當(dāng)前問題中的類的范圍，包括對類的成員、用法方面的假設(shè)或限制。 3.確定關(guān)聯(lián) 兩個或多個類之間的相互依賴就是關(guān)聯(lián)。一種依賴表示一種關(guān)聯(lián)，可用各種方式來實現(xiàn)關(guān)聯(lián)，但在分析模型中應(yīng)刪除實現(xiàn)的考慮，以便設(shè)計時更為靈活。關(guān)聯(lián)常用描述性動詞或動詞詞組來表示，其中有物理位置的表示、傳導(dǎo)的動作、通信、所有者關(guān)系、條件的滿足等。從問題陳述中抽取所有可能的關(guān)聯(lián)表述，把它們記下來，但不要過早去細化這些表述。 下面是銀行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中所有可能的關(guān)聯(lián)，大多數(shù)是直接抽取問題中的動詞詞組而得到的。在

29、陳述中，有些動詞詞組表述的關(guān)聯(lián)是不明顯的。最后，還有一些關(guān)聯(lián)與客觀世界或人的假設(shè)有關(guān)，必須同用戶一起核實這種關(guān)聯(lián)，因為這種關(guān)聯(lián)在問題陳述中找不到。 銀行網(wǎng)絡(luò)問題陳述中的關(guān)聯(lián)： ·銀行網(wǎng)絡(luò)包括出納站和自動出納機； ·分行共享自動出納機； ·分理處提供分理處計算機； ·分理處計算機保存帳戶； ·分理處計算機處理帳戶支付事務(wù)； ·分理處擁有出納站； ·出納站與分理處計算機通信； ·出納員為帳戶錄入事務(wù)； ·自動出納機接受現(xiàn)金卡； ·自動出納機與用戶接口； ·自動出納機發(fā)放現(xiàn)金； ·

30、自動出納機打印收據(jù)； ·系統(tǒng)處理并發(fā)訪問； ·分理處提供軟件； ·費用分攤給分理處。 隱含的動詞詞組： ·分行由分理處組成； ·分理處擁有帳戶； ·分行擁有分行計算機； ·系統(tǒng)提供記錄保管； ·系統(tǒng)提供安全； ·顧客有現(xiàn)金卡。 基于問題域知識的關(guān)聯(lián)： ·分理處雇傭出納員； ·現(xiàn)金卡訪問帳戶。 使用下列標(biāo)準(zhǔn)去掉不必要和不正確的關(guān)聯(lián)： （1） 若某個類已被刪除，那么與它有關(guān)的關(guān)聯(lián)也必須刪除或者用其它類來重新表述。在例中，我們刪除了"銀行網(wǎng)絡(luò)"，相關(guān)的關(guān)聯(lián)也要刪除。 （2

31、） 不相干的關(guān)聯(lián)或?qū)崿F(xiàn)階段的關(guān)聯(lián)：刪除所有問題域之外的關(guān)聯(lián)或涉及實現(xiàn)結(jié)構(gòu)中的關(guān)聯(lián)。如"系統(tǒng)處理并發(fā)訪問"就是一種實現(xiàn)的概念。 （3） 動作：關(guān)聯(lián)應(yīng)該描述應(yīng)用域的結(jié)構(gòu)性質(zhì)而不是瞬時事件，因此應(yīng)刪除"自動出納機接受現(xiàn)金卡"，"自動出納機與用戶接口"等。 （4） 派生關(guān)聯(lián)：省略那些可以用其他關(guān)聯(lián)來定義的關(guān)聯(lián)。因為這種關(guān)聯(lián)是冗余的。銀行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的初步對象圖如圖10-20所示。其中含有關(guān)聯(lián)。 4.確定屬性 屬性是個體對象的性質(zhì),屬性通常用修飾性的名詞詞組來表示.形容詞常常表示具體的可枚舉的屬性值,屬性不可能在問題陳述中完全表述出來,必須借助于應(yīng)

32、用域的知識及對客觀世界的知識才可以找到它們。只考慮與具體應(yīng)用直接相關(guān)的屬性，不要考慮那些超出問題范圍的屬性。首先找出重要屬性，避免那些只用于實現(xiàn)的屬性，要為各個屬性取有意義的名字。按下列標(biāo)準(zhǔn)刪除不必要的和不正確的屬性： （1） 對象：若實體的獨立存在比它的值重要，那么這個實體不是屬性而是對象。如在郵政目錄中，"城市"是一個屬性，然而在人口普查中，"城市"則被看作是對象。在具體應(yīng)用中，具有自身性質(zhì)的實體一定是對象。 （2） 定詞：若屬性值取決于某種具體上下文，則可考慮把該屬性重新表述為一個限定詞。 （3） 名稱：名稱常常作為限定詞而不是對象的屬性，當(dāng)名稱不

33、依賴于上下文關(guān)系時，名稱即為一個對象屬性，尤其是它不惟一時。 （4） 標(biāo)識符：在考慮對象模糊性時，引入對象標(biāo)識符表示，在對象模型中不列出這些對象標(biāo)識符，它是隱含在對象模型中，只列出存在于應(yīng)用域的屬性。 （5） 內(nèi)部值：若屬性描述了對外不透明的對象的內(nèi)部狀態(tài)，則應(yīng)從對象模型中刪除該屬性。 （6） 細化：忽略那些不可能對大多數(shù)操作有影響的屬性。 5.使用繼承來細化類 使用繼承來共享公共機構(gòu)，以次來組織類，可以用兩種方式來進行。 （1）自底向上通過把現(xiàn)有類的共同性質(zhì)一般化為父類，尋找具有相似的屬性，關(guān)系或操作的類來發(fā)現(xiàn)繼承。例如"遠程事務(wù)"和"出納事務(wù)"是類似

34、的，可以一般化為" 事務(wù)"。有些一般化結(jié)構(gòu)常常是基于客觀世界邊界的現(xiàn)有分類，只要可能，盡量使用現(xiàn)有概念。對稱性常有助于發(fā)現(xiàn)某些丟失的類。 （2）自頂向下將現(xiàn)有的類細化為更具體的子類。具體化常?？梢詮膽?yīng)用域中明顯看出來。應(yīng)用域中各枚舉字情況是最常見的具體化的來源。例如：菜單，可以有固定菜單，頂部菜單，彈出菜單，下拉菜單等，這就可以把菜單類具體細化為各種具體菜單的子類。當(dāng)同一關(guān)聯(lián)名出現(xiàn)多次且意義也相同時，應(yīng)盡量具體化為相關(guān)聯(lián)的類，例如"事務(wù)"從"出納站"和"自動出納機"進入，則"錄入站"就是&quo

35、t;出納站"和"自動出納站"的一般化。在類層次中，可以為具體的類分配屬性和關(guān)聯(lián)。各屬性和都應(yīng)分配給最一般的適合的類，有時也加上一些修正。 應(yīng)用域中各枚舉情況是最常見的具體化的來源。 6.完善對象模型 對象建模不可能一次就能保證模型是完全正確的，軟件開發(fā)的整個過程就是一個不斷完善的過程。模型的不同組成部分多半是在不同的階段完成的，如果發(fā)現(xiàn)模型的缺陷，就必須返回到前期階段去修改，有些細化工作是在動態(tài)模型和功能模型完成之后才開始進行的。 （1） 幾種可能丟失對象的情況及解決辦法： ·同一類中存在毫無關(guān)系的屬性和操作，則分解這個類，使各部分相互關(guān)聯(lián)； ·

36、;一般化體系不清楚，則可能分離扮演兩種角色的類 ·存在無目標(biāo)類的操作，則找出并加上失去目標(biāo)的類； ·存在名稱及目的相同的冗余關(guān)聯(lián)，則通過一般化創(chuàng)建丟失的父類，把關(guān)聯(lián)組織在一起。 （2） 查找多余的類。 類中缺少屬性，操作和關(guān)聯(lián)，則可刪除這個類。 （3）查找丟失的關(guān)聯(lián)。 丟失了操作的訪問路徑，則加入新的關(guān)聯(lián)以回答查詢。 （4） 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的具體情況作如下的修改： 現(xiàn)金卡有多個獨立的特性。把它分解為兩個對象：卡片權(quán)限和現(xiàn)金卡。 a.卡片權(quán)限：它是銀行用來鑒別用戶訪問權(quán)限的卡片，表示一個或多個用戶帳戶的訪問權(quán)限；各個卡片權(quán)限對象中可能具有好幾個現(xiàn)金卡，每張都帶有安全碼，卡片碼，它們

37、附在現(xiàn)金卡上，表現(xiàn)銀行的卡片權(quán)限。 b.現(xiàn)金卡：它是自動出納機得到表示碼的數(shù)據(jù)卡片，它也是銀行代碼和現(xiàn)金卡代碼的數(shù)據(jù)載體。 "事務(wù)"不能體現(xiàn)對帳戶之間的傳輸描述的一般性，因它只涉及一個帳戶，一般來說，在每個帳戶中，一個"事務(wù)"包括一個或多個"更新"，一個"更新"是對帳戶的一個動作，它們是取款，存款，查詢之一。一個"更新"中所有"更新"應(yīng)該是一個原子操作。 "分理處"和"分離處理機"之間，"分行"和"分行處理

38、機"之間的區(qū)別似乎并不影響分析，計算機的通信處理實際上是實現(xiàn)的概念，將"分理處計算機"并入到"分理處"，將"分行計算機"并入到"分行"。 （三）建立動態(tài)模型 1.準(zhǔn)備腳本 動態(tài)分析從尋找事件開始，然后確定各對象的可能事件順序。在分析階段不考慮算法的執(zhí)行，算法是實現(xiàn)模型的一部分。 2.確定事件 確定所有外部事件。事件包括所有來自或發(fā)往用戶的信息、外部設(shè)備的信號、輸入、轉(zhuǎn)換和動作，可以發(fā)現(xiàn)正常事件，但不能遺漏條件和異常事件。 3.準(zhǔn)備事件跟蹤表 把腳本表示成一個事件跟蹤表，即不同對象之間的事件排序表，對象為表

39、中的列，給每個對象分配一個獨立的列。 4.構(gòu)造狀態(tài)圖 對各對象類建立狀態(tài)圖，反映對象接收和發(fā)送的事件，每個事件跟蹤都對應(yīng)于狀態(tài)圖中一條路徑。 （四）建立功能建模 功能模型用來說明值是如何計算的，表明值之間的依賴關(guān)系及相關(guān)的功能，數(shù)據(jù)流圖有助于表示功能依賴關(guān)系，其中的處理應(yīng)于狀態(tài)圖的活動和動作，其中的數(shù)據(jù)流對應(yīng)于對象圖中的對象或?qū)傩浴?1.確定輸入值、輸出值 先列出輸入、輸出值，輸入、輸出值是系統(tǒng)與外界之間的事件的參數(shù)。 2.建立數(shù)據(jù)流圖 數(shù)據(jù)流圖說明輸出值是怎樣從輸入值得來的，數(shù)據(jù)流圖通常按層次組織。 （五）確定操作 在建立對象模型時，確定了類、關(guān)聯(lián)、結(jié)構(gòu)和屬性，還沒有確定操作。只有建立了動態(tài)

40、模型和功能模型之后，才可能最后確定類的操作。 七、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計 面向?qū)ο笤O(shè)計是把分析階段得到的需求轉(zhuǎn)變成符合成本和質(zhì)量要求的、抽象的系統(tǒng)實現(xiàn)方案的過程。從面向?qū)ο蠓治龅矫嫦驅(qū)ο笤O(shè)計，是一個逐漸擴充模型的過程。 瀑布模型把設(shè)計進一步劃分成概要設(shè)計和詳細設(shè)計兩個階段，類似地，也可以把面向?qū)ο笤O(shè)計再細分為系統(tǒng)設(shè)計和對象設(shè)計。系統(tǒng)設(shè)計確定實現(xiàn)系統(tǒng)的策略和目標(biāo)系統(tǒng)的高層結(jié)構(gòu)。對象設(shè)計確定解空間中的類、關(guān)聯(lián)、接口形式及實現(xiàn)操作的算法。 （一）面向?qū)ο笤O(shè)計的準(zhǔn)則 1.模塊化 面向?qū)ο箝_發(fā)方法很自然地支持了把系統(tǒng)分解成模塊的設(shè)計原則：對象就是模塊。它是把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作這些數(shù)據(jù)的方法緊密地結(jié)合在一起所構(gòu)成的模

41、塊。 2.抽象 面向?qū)ο蠓椒ú粌H支持過程抽象，而且支持數(shù)據(jù)抽象。 3.信息隱藏 在面向?qū)ο蠓椒ㄖ?，信息隱藏通過對象的封裝性來實現(xiàn)。 4.低耦合 在面向?qū)ο蠓椒ㄖ?，對象是最基本的模塊，因此，耦合主要指不同對象之間相互關(guān)聯(lián)的緊密程度。低耦合是設(shè)計的一個重要標(biāo)準(zhǔn)，因為這有助于使得系統(tǒng)中某一部分的變化對其它部分的影響降到最低程度。 5.高內(nèi)聚 (1)操作內(nèi)聚。 (2)類內(nèi)聚。 (3)一般具體內(nèi)聚。 （二）面向?qū)ο笤O(shè)計的啟發(fā)規(guī)則 1.設(shè)計結(jié)果應(yīng)該清晰易懂 使設(shè)計結(jié)果清晰、易懂、易讀是提高軟件可維護性和可重用性的重要措施。顯然，人們不會重用那些他們不理解的設(shè)計。 要做到： (1)用詞一致。 (2)使用已有

42、的協(xié)議。 (3)減少消息模式的數(shù)量。 (4)避免模糊的定義。 2.一般具體結(jié)構(gòu)的深度應(yīng)適當(dāng) 3.設(shè)計簡單類 應(yīng)該盡量設(shè)計小而簡單的類，這樣便以開發(fā)和管理。為了保持簡單，應(yīng)注意以下幾點： (1)避免包含過多的屬性。 (2)有明確的定義。 (3)盡量簡化對象之間的合作關(guān)系。 (4)不要提供太多的操作。 4.使用簡單的協(xié)議 一般來說，消息中參數(shù)不要超過3個。 5.使用簡單的操作 面向?qū)ο笤O(shè)計出來的類中的操作通常都很小，一般只有3至5行源程序語句，可以用僅含一個動詞和一個賓語的簡單句子描述它的功能 6.把設(shè)計變動減至最小 通常，設(shè)計的質(zhì)量越高，設(shè)計結(jié)果保持不變的時間也越長。即使出現(xiàn)必須修改設(shè)計的情況，

43、也應(yīng)該使修改的范圍盡可能小。 （三）系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)設(shè)計是問題求解及建立解答的高級策略。必須制定解決問題的基本方法，系統(tǒng)的高層結(jié)構(gòu)形式包括子系統(tǒng)的分解、它的固有并發(fā)性、子系統(tǒng)分配給硬軟件、數(shù)據(jù)存儲管理、資源協(xié)調(diào)、軟件控制實現(xiàn)、人機交互接口。 1.系統(tǒng)設(shè)計概述 設(shè)計階段先從高層入手，然后細化。系統(tǒng)設(shè)計要決定整個結(jié)構(gòu)及風(fēng)格，這種結(jié)構(gòu)為后面設(shè)計階段的更詳細策略的設(shè)計提供了基礎(chǔ)。 (1)系統(tǒng)分解。 系統(tǒng)中主要的組成部分稱為子系統(tǒng)，子系統(tǒng)既不是一個對象也不是一個功能，而是類、關(guān)聯(lián)、操作、事件和約束的集合。 (2)確定并發(fā)性。 分析模型、現(xiàn)實世界及硬件中不少對象均是并發(fā)的。 (3)處理器及任務(wù)分配。 各并發(fā)

44、子系統(tǒng)必須分配給單個硬件單元，要么是一個一般的處理器，要么是一個具體的功能單元。 (4)數(shù)據(jù)存儲管理。 系統(tǒng)中的內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)的存儲管理是一項重要的任務(wù)。通常各數(shù)據(jù)存儲可以將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、文件、數(shù)據(jù)庫組合在一起，不同數(shù)據(jù)存儲要在費用、訪問時間、容量及可靠性之間做出折衷考慮。 (5)全局資源的處理。 必須確定全局資源，并且制定訪問全局資源的策略。 (6)選擇軟件控制機制。 分析模型中所有交互行為都表示為對象之間的事件。系統(tǒng)設(shè)計必須從多種方法中選擇某種方法來實現(xiàn)軟件的控制。 (7)人機交互接口設(shè)計。 設(shè)計中的大部分工作都與穩(wěn)定的狀態(tài)行為有關(guān)，但必須考慮用戶使用系統(tǒng)的交互接口。 2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一般框

45、架 3.系統(tǒng)分解建立系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 可用的軟件庫以及程序員的編程經(jīng)驗。 通過面向?qū)ο蠓治龅玫降膯栴}域精確模型，為設(shè)計體系結(jié)構(gòu)奠定了良好的基礎(chǔ)，建立了完整的框架。 4.選擇軟件控制機制 軟件系統(tǒng)中存在兩種控制流，外部控制流和內(nèi)部控制流。 5.數(shù)據(jù)存儲管理 數(shù)據(jù)存儲管理是系統(tǒng)存儲或檢索對象的基本設(shè)施，它建立在某種數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng)之上，并且隔離了數(shù)據(jù)存儲管理模式的影響。 6.設(shè)計人機交互接口 在面向?qū)ο蠓治鲞^程中，已經(jīng)對用戶界面需求作了初步分析，在面向?qū)ο笤O(shè)計過程中，則應(yīng)該對系統(tǒng)的人機交互接口進行詳細設(shè)計，以確定人機交互的細節(jié)，其中包括指定窗口和報表的形式、設(shè)計命令層次等項內(nèi)容。 （四）對象設(shè)計 1.對象設(shè)計概述 2.三種模型的結(jié)合 (1)獲得操作。 (2)確定操作的目標(biāo)對象。 3.算法設(shè)計 4.優(yōu)化設(shè)計 5.控制的實現(xiàn) 6.調(diào)整繼承 7.關(guān)聯(lián)的設(shè)計 八、面向?qū)ο蟮膶崿F(xiàn) （一